集成产品开发与工程 | IPD 和 IPE

现代产品依赖于机械、电气、电子、软件和系统工程之间的顺畅协作。集成产品工程 (IPE) 通过连接产品数据、编排工作流程,帮助跨学科团队提升产品质量与交付效率,从而支持集成产品开发 (IPD)。

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探索潜力:集成产品开发与工程

什么是集成产品开发 (IPD)?

集成产品开发 (IPD) 在产品生命周期内协调人员、流程和技术。通过汇集多学科团队并支持并行工程,IPD 有助于改善协作、加快创新、降低风险,并帮助组织提升产品质量、缩短交付周期。

什么是集成产品工程 (IPE)?

集成产品工程 (IPE) 是实现集成产品开发的基础。它通过编排、协作和共享产品数据连接各工程学科,并关联需求、设计、变更、测试和合规活动。由此形成互联的工程环境,有助于提升可追溯性、加快开发进程,并帮助团队应对不断增加的产品复杂性。

集成式产品工程与集成式产品开发

集成式产品开发定义了开发成功产品所需的战略、流程和组织方法。集成式产品工程则提供技术、数据连接和协同工作流,使该战略得以落地。

在实践中,IPD 回答的问题是:“团队应如何协作,以交付更优的产品?”而 IPE 回答的是:“我们如何连接工程学科、产品数据、需求和流程,使这种协作成为可能?”两者共同构建互联环境,支持敏捷产品开发、由 MBSE 驱动的系统思维、并行工程,以及贯穿产品生命周期的数字化产品可追溯性。

什么是集成式产品开发流程?

概念设计

集成式产品开发始于识别客户与市场需求,并将其转化为产品需求。团队在确保各工程专业协同一致的同时,确立目标、界定范围、分析风险并评估业务机会。早期协作有助于组织从一开始便打造符合需求的产品。

规划与并行设计

在规划和设计阶段,多专业团队并行开展工作,而非按顺序依次推进。机械、电气、电子、软件、系统、制造及供应商团队通过共享数据和协同工作流程开展协作。并行工程有助于减少延误、改善沟通并加快创新,同时支持面向可制造性的设计(DFM)和可持续生产目标。

验证和测试

验证可确保产品满足利益相关方需求、法规义务、质量目标和性能预期。集成式需求管理、测试管理、可追溯性和变更控制可帮助团队验证合规性、更早发现问题,并在保持跨学科可视性的同时,有信心地发布产品。

为何集成式产品工程如此重要?

当今产品的复杂程度不断提高。机械系统需要与软件、电子设备、嵌入式系统、制造流程及法规要求协同运作。传统工程方法依赖彼此割裂的工具和分散的团队,因此难以协调工作、管理变更并维持产品可追溯性。

集成式产品工程通过在跨学科领域建立互联的工程工作流程和产品数据关系,应对这些挑战。企业可更清晰地掌握需求、架构、设计、配置和测试情况,同时改善内部团队、供应商与合作伙伴之间的协作。由此可助力提高产品质量、降低开发风险、加快变更响应,并提升产品交付的可预测性。

IPE 如何运作?

PTC 的集成产品工程方法建立在三个基础支柱之上:编排、协作和产品数据。这些能力共同构建互联的工程环境,使生命周期、需求、变更、测试和产品信息从概念设计到生产及后续阶段保持一致。团队可跨工程领域协调工作,加快决策,提升可追溯性,并在减少人工工作和割裂流程的同时支持法规合规性。

IPD 与 IPE 的常见挑战

工具脱节与数据孤岛

许多组织在需求管理、软件开发、产品设计、系统工程、制造和质量管理等环节中依赖彼此独立的系统。当信息分散在相互割裂的应用程序中时,工程师不得不花费宝贵的时间查找数据、手动同步更新并管理重复信息。这不仅会减缓创新步伐,还会增加出错的可能性。

缺乏统一可信的数据源

缺乏互联的产品数据基础,团队将难以了解需求、设计、配置、测试和变更之间的关联。这种可视性不足会增加返工,导致影响分析更复杂,并使知情决策面临更多困难。

供应链波动

现代产品依赖复杂的跨国供应网络。影响供应商、组件或制造流程的变化,可能迅速影响进度、成本和产品质量。互联工程数据可提高可视性,并帮助团队更有效地应对中断。

日益增加的产品复杂性

机械、电气、电子和软件工程团队需要开展更紧密的协作。随着系统互联程度不断提高,企业需要能够支持跨领域协作与协同执行的工程流程。

法规合规压力

航空航天与国防、汽车、医疗技术和工业设备等行业,正面临对可追溯性、验证和治理能力不断提升的要求。组织需要说明需求、测试、设计和变更如何在整个开发过程中建立关联。

管理工程变更

工程变更往往会同时影响多个专业领域。若缺乏集成化工作流和变更协调机制,企业可能面临延期、质量问题以及研发成本上升等挑战。

集成产品开发与工程的优势

加快开发

互联的工程工作流程可减少人工交接环节,提高可视性,并支持团队并行执行。企业可加速创新,缩短产品上市周期。

互联的工程工作流程可减少人工交接环节,提高可视性,并支持团队并行执行。企业可加速创新,缩短产品上市周期。

降低成本

集成的产品数据与协同执行有助于减少重复工作、大幅减少返工,并提高开发效率。

集成的产品数据与协同执行有助于减少重复工作、大幅减少返工,并提高开发效率。

更高质量

需求可追溯性、协同测试、配置管理和跨职能协作可帮助团队更早识别问题,并构建更高质量的产品。

需求可追溯性、协同测试、配置管理和跨职能协作可帮助团队更早识别问题,并构建更高质量的产品。

提高合规性

端到端可追溯性和互联的工程记录可帮助组织证明其符合行业法规和质量标准。

端到端可追溯性和互联的工程记录可帮助组织证明其符合行业法规和质量标准。

IPE 的核心能力

数字化产品追溯性

互联的产品数据可在需求、架构、设计、配置、测试、验证活动和变更之间建立关联。追溯能力有助于提升决策质量、加快影响分析、支持合规工作,并使组织能够在整个产品生命周期内保持可视性。

跨专业领域的任务与变更协作

工程工作通常涉及多个专业领域。机械、电气、电子、软件、质量和制造团队需要在整个开发过程中协调任务、评审和工程变更。集成式工作流程可改善沟通、减少延误,并帮助企业大规模实施敏捷产品开发策略。

面向合规的需求、测试管理与覆盖率

需求管理、测试管理、验证、确认及风险管理 是构建合规、高质量产品的重要环节。通过端到端可追溯性连接需求、测试、缺陷和工程数据,企业可改善协作、增强合规能力,并对产品就绪状态建立更充分的信心。 探索更多 ALM 功能

配置管理与变更治理

有效的配置管理可帮助团队了解发生了哪些变更、变更时间及其对产品的影响。集成式变更治理可提升跨学科可视性,同时帮助组织管理复杂性并维护产品完整性。 了解变更管理

产品架构与系统工程协同

PTC 与 Ansys 的合作通过 Creo Simulation Live 推动了仿真驱动设计的发展。该解决方案利用实时结构、模态、热和流体流动分析,使设计人员能够在设计流程早期引入仿真,从而迭代并修改设计方案。如今,此合作推出 Creo Ansys Simulation:一款将 Ansys 求解器集成至 Creo 的高保真、高精度仿真工具。Creo Ansys Simulation 专为工程师设计,可在投入实际生产前分析三维原型的性能。Creo Ansys Simulation 提供丰富功能,并利用 Ansys 的热、结构和模态分析能力,助力工程师在完善设计时作出明智决策。 探索基于模型的系统工程 (MBSE)

开放标准与工具互联

工程生态系统通常由多种解决方案构成。PTC 的方法强调开放互联,在集成现有工程系统的同时,助力企业在工具、团队和合作伙伴之间保持协同连续性。

Automobili Lamborghini 通过数字化转型加速创新

随着高性能汽车日益由软件定义并实现数字化互联,Automobili Lamborghini 推进了一项转型战略,着力改善协作、加速创新,并连接企业内部的工程流程。

借助互联的数字工程能力,Lamborghini 提高了开发效率,改善了团队间协作,并增强了在快速演变的市场中交付创新产品的能力。该公司的方法体现了集成产品工程的多项核心原则:互联数据、协调一致的工作流,以及有助于在应对日益增加的复杂性时加速产品开发的跨职能协作。

阅读 Lamborghini 案例

PTC 集成式产品工程解决方案

集成式产品工程需要在 ALM、PLM、CAD、MBSE、可追溯性、变更管理和协作等方面实现互联能力。PTC 提供旨在支持产品生命周期内这些能力的产品组合。

Codebeamer

<p>整合需求管理、风险管理、测试管理和软件生命周期协作,并支持产品可追溯性和法规合规性。</p>

Windchill

<p>借助产品数据管理、配置管理、工程变更管理和协作功能,在产品开发过程中建立互联的数字主线。</p>

Creo

<p>借助支持并行工程、仿真驱动设计、数字化产品开发和面向制造的设计计划的高级 CAD 功能,加速产品创新。</p>

Codebeamer 整合需求管理、风险管理、测试管理和软件生命周期协作,并支持产品可追溯性和法规合规性。 Windchill 借助产品数据管理、配置管理、工程变更管理和协作功能,在产品开发过程中建立互联的数字主线。 Creo 借助支持并行工程、仿真驱动设计、数字化产品开发和面向制造的设计计划的高级 CAD 功能,加速产品创新。
更多资源

ALM 与 PLM 集成的重要性

了解连接 ALM 和 PLM 如何提升可追溯性、协作、合规性和工程执行能力

集成式产品工程与开发常见问题

为什么集成式产品开发对现代产品至关重要?

现代产品融合了机械、电气、电子和软件系统,同时面临日益严格的监管要求。集成式产品开发有助于组织协调跨学科团队、改善协作、降低风险并加快创新进程。

ALM 与 PLM 集成在集成式产品工程中发挥什么作用?

ALM 与 PLM 集成可在软件与硬件开发流程之间建立连接。它通过连接需求、开发活动、测试和产品数据,帮助组织保持端到端可追溯性,协调跨领域变更,改善协作,并支持合规工作。这是 PTC 一体化产品工程(IPE)战略的基础组成部分。

什么是数字化产品可追溯性(DPT)?

数字化产品可追溯性是指在产品生命周期内,将需求、系统架构、设计、配置、测试、风险和变更关联起来的能力。它有助于提升决策质量、影响分析能力、质量管理水平和合规准备程度。

MBSE 如何支持集成产品工程?

基于模型的系统工程(MBSE)通过模型关联需求、架构、行为、接口和验证活动,帮助团队定义和管理复杂系统。在集成式产品工程(IPE)中,MBSE 是协调各工程专业领域开发活动的关键机制。

集成式产品工程如何助力缩短产品上市时间?

集成式产品工程(IPE)支持工程团队实现协同生命周期、互联工作流、增强协作以及共享产品数据。通过减少人工投入并提升可视性,企业能够更快响应变化并加快交付进程。